JP5149952B2 - Optical variable filter device and filter characteristic control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は光通信分野、光分光分析分野などに用いられる光可変フィルタ装置及びそのフィルタ特性制御方法に関するものである。 The present invention relates to an optical variable filter device used in the fields of optical communication, optical spectroscopy, and the like, and a filter characteristic control method thereof.
光可変フィルタは光通信分野、分光分析分野に代表されるように、現在広く利用されている。特に光通信分野では近年の伝送容量需要に応えるべく、高伝送レート化、新規変調フォーマットが盛んに研究開発されており、光ネットワークも複雑化している。このような光ネットワークにおいては、光信号のうち所望の波長の光を変化させることができる光可変フィルタが用いられる。例えば特許文献1には周波数選択素子として2次元の反射型LCOS(Liquid Crystal On Silicon)の液晶素子(以下、LCOS素子という)を用いた光可変フィルタが示されている。
Optical variable filters are currently widely used, as represented by the optical communication field and the spectroscopic analysis field. Particularly in the field of optical communication, research and development of high transmission rates and new modulation formats are actively conducted to meet the demand for transmission capacity in recent years, and optical networks are also complicated. In such an optical network, an optical variable filter capable of changing light having a desired wavelength among optical signals is used. For example,
一方、近年の伝送容量需要に応えるべく、伝送レートの高速化、新規変調フォーマットが盛んに研究開発されており、光ネットワークも複雑化している。このような光ネットワークにおいては、各光信号の伝送レートや変調フォーマットに対し最適なフィルタリングを実現するため、従来の周波数選択機能に加え、光周波数レベルでのフィルタ中心周波数、及びパスバンドの動的制御機能が求められている。 On the other hand, in order to meet the demand for transmission capacity in recent years, transmission rates have been increased and new modulation formats have been actively researched and developed, and optical networks have also become complicated. In such an optical network, in order to achieve optimum filtering for the transmission rate and modulation format of each optical signal, in addition to the conventional frequency selection function, the filter center frequency at the optical frequency level and the dynamics of the passband A control function is required.
光可変フィルタ装置においては、光周波数レベルでのフィルタの中心周波数の制御、及び各光信号の伝送レートや変調フォーマットに対し最適なパスバンドとなるように変化させる機能が求められている。中心周波数やパスバンドを可変するためには、光の周波数に応じて異なる方向に光を分散させ、多数の画素を有する周波数選択素子に入射し、画素毎に透過率をオン/オフ制御することが考えられる。 The optical variable filter device is required to have a function of changing the center frequency of the filter at the optical frequency level and changing the optical signal transmission rate and modulation format so as to obtain an optimum passband. In order to change the center frequency and the passband, light is dispersed in different directions according to the light frequency, is incident on a frequency selection element having a large number of pixels, and transmittance is controlled on and off for each pixel. Can be considered.
しかしながら、周波数の分解能は、1画素に割り当てられる周波数に制限される。この割当て周波数は周波数選択素子の平面上の単位長当りの周波数である逆線分散量Dと周波数分散方向の画素の幅dとの積(D・d)で決まる。そのため周波数選択特性を高分解能化するためには、画素幅を縮小するか、もしくは逆線分散量を小さくすることが必要であり、装置が大型化したり、画素数を多くした周波数選択素子が必要になるという問題点があった。そこで、装置の大型化、及び周波数選択素子の精細化を必要とせず、周波数の分解能を高めることが望まれていた。 However, the frequency resolution is limited to the frequency assigned to one pixel. This assigned frequency is determined by the product (D · d) of the inverse dispersion amount D, which is the frequency per unit length on the plane of the frequency selection element, and the pixel width d in the frequency dispersion direction. Therefore, to increase the resolution of the frequency selection characteristics, it is necessary to reduce the pixel width or reduce the amount of inverse dispersion, and the frequency selection element with a larger device or a larger number of pixels is required. There was a problem of becoming. Therefore, it has been desired to increase the frequency resolution without requiring an increase in the size of the device and the refinement of the frequency selection element.
本発明はこのような従来の光可変フィルタ装置の問題点に鑑みてなされたものであって、装置の大型化、周波数選択素子の細密化を必要とせず、周波数選択の分解能を高め、連続的にフィルタ特性を変化できるようにすることを技術的課題とする。 The present invention has been made in view of the problems of such a conventional optical variable filter device, and does not require an increase in the size of the device and the fineness of the frequency selection element. It is a technical problem to make it possible to change the filter characteristics.
この課題を解決するために、本発明の光可変フィルタ装置は、光を入射し、入射光のうち選択された周波数の光を出射する入出射部と、前記入出射部に入射した光をその周波数に応じて空間的に分散させると共に、反射光を合波する周波数分散素子と、前記周波数分散素子によって分散した光を2次元平面に平行に集光する集光素子と、前記集光素子によって集光された光を受光する位置に配置され、少なくとも周波数分散方向に配列された多数の画素を有し、各画素の反射特性を変化させることにより所望の周波数選択特性を得る周波数選択素子と、前記周波数選択素子の各画素の電極を駆動することによって入射光の周波数毎に透過特性を少なくとも4階調以上の階調で階調制御する周波数選択素子駆動部と、を具備するものである。 In order to solve this problem, an optical variable filter device according to the present invention includes an incident / exit unit that emits light and emits light having a frequency selected from incident light, and the light incident on the incident / exit unit. A frequency dispersion element that spatially disperses according to frequency and combines reflected light, a light collection element that collects light dispersed by the frequency dispersion element in parallel to a two-dimensional plane, and the light collection element. A frequency selection element that is arranged at a position to receive the collected light and has a plurality of pixels arranged at least in the frequency dispersion direction, and obtains a desired frequency selection characteristic by changing the reflection characteristic of each pixel; And a frequency selection element driving unit that controls the transmission characteristics with at least four gradations or more for each frequency of incident light by driving an electrode of each pixel of the frequency selection element.
この課題を解決するために、本発明の光可変フィルタ装置は、光を入射する入射部と、前記入射部より入射した光をその周波数に応じて空間的に分散させる周波数分散素子と、前記周波数分散素子によって分散した光を2次元平面上に集光する第1の集光素子と、前記第1の集光素子によって集光された光を受光する位置に配置され、少なくとも周波数分散方向に配列された多数の画素を有し、各画素の透過特性を変化させることにより任意の周波数の光を選択する周波数選択素子と、前記周波数選択素子の各画素の電極を駆動することによって入射光の周波数毎に光透過特性を少なくとも4階調以上の階調で階調制御する周波数選択素子駆動部と、前記周波数選択素子を透過した各周波数の光を集光する第2の集光素子と、前記第2の集光素子によって集光された分散光を合成する周波数合成素子と、前記周波数合成素子によって合成された光を出射する出射部と、を具備するものである。 In order to solve this problem, an optical variable filter device according to the present invention includes an incident portion that receives light, a frequency dispersion element that spatially disperses light incident from the incident portion according to the frequency, and the frequency. A first condensing element for condensing the light dispersed by the dispersive element on a two-dimensional plane, and a position for receiving the light collected by the first condensing element, arranged at least in the frequency dispersion direction A frequency selection element that selects a light of an arbitrary frequency by changing a transmission characteristic of each pixel, and a frequency of an incident light by driving an electrode of each pixel of the frequency selection element A frequency selection element driving unit that performs gradation control of light transmission characteristics with gradations of at least four gradations, a second condensing element that condenses light of each frequency transmitted through the frequency selection element, and Second light collection Those comprising the frequency synthesis device for synthesizing the dispersion light condensed by a child, an emitting unit for emitting the light synthesized by the frequency synthesizer device, the.
ここで前記周波数選択素子は、周波数分散方向の画素幅を入射光の周波数分散方向のビーム半径より小さくするようにしてもよい。 Here, the frequency selection element may have a pixel width in the frequency dispersion direction smaller than a beam radius of the incident light in the frequency dispersion direction.
ここで前記周波数選択素子は、少なくとも1次元に配列された多数の画素を有するLCOS素子であり、前記周波数選択素子駆動部は、周波数選択特性に応じて各画素に印加する電圧を制御するものとしてもよい。 Here, the frequency selection element is an LCOS element having a large number of pixels arranged in at least one dimension, and the frequency selection element driver controls a voltage applied to each pixel according to frequency selection characteristics. Also good.
ここで前記周波数選択素子は、少なくとも1次元に配列された多数の画素を有する液晶素子であり、前記周波数選択素子駆動部は、周波数選択特性に応じて各画素に印加する電圧を制御するものとしてもよい。 Here, the frequency selection element is a liquid crystal element having a large number of pixels arranged in at least one dimension, and the frequency selection element driver controls a voltage applied to each pixel according to frequency selection characteristics. Also good.
ここで前記周波数選択素子は、少なくとも1次元に配列された多数の画素を有するMEMS素子であり、前記周波数選択素子駆動部は、周波数選択特性に応じて各画素に印加する電圧を制御するものとしてもよい。 Here, the frequency selection element is a MEMS element having a large number of pixels arranged in at least one dimension, and the frequency selection element driver controls a voltage applied to each pixel according to frequency selection characteristics. Also good.
この課題を解決するために、本発明の光可変フィルタ装置のフィルタ特性制御方法は、入射光の各周波数について、各周波数に対応する前記周波数選択素子の少なくとも1つの画素から成る画素群を介して出射される入出射光の比率を当該画素群の透過率とするとき、所望の連続した画素群を光透過状態とし、透過周波数範囲の画素群のうち端部の画素群に隣接する少なくとも1つの第1の制御画素群、及び前記通過周波数帯域の他方の端部の画素群に隣接する少なくとも1つの第2の制御画素群の透過率を同時に徐々に上昇させることによってバンド幅を拡大するものである。 In order to solve this problem, a filter characteristic control method for an optical variable filter device according to the present invention uses a pixel group including at least one pixel of the frequency selection element corresponding to each frequency for each frequency of incident light. When the ratio of the incident / outgoing light to be emitted is the transmittance of the pixel group, a desired continuous pixel group is set in a light transmissive state, and at least one first pixel adjacent to the end pixel group in the pixel group in the transmission frequency range. The bandwidth is increased by gradually increasing the transmittance of one control pixel group and at least one second control pixel group adjacent to the pixel group at the other end of the pass frequency band at the same time. .
この課題を解決するために、本発明の光可変フィルタ装置のフィルタ特性制御方法は、入射光の各周波数について、各周波数に対応する前記周波数選択素子の少なくとも1つの画素から成る画素群を介して出射される入出射光の比率を当該画素群の透過率とするとき、所望の連続した画素群を光透過状態とし、前記透過周波数範囲の画素群のうち端部の少なくとも1つの第1の制御画素群、及び前記通過周波数帯域の他方の端部の少なくとも1つの第2の制御画素群の透過率を同時に徐々に低下させることによってバンド幅を縮小するものである。 In order to solve this problem, a filter characteristic control method for an optical variable filter device according to the present invention uses a pixel group including at least one pixel of the frequency selection element corresponding to each frequency for each frequency of incident light. When the ratio of the incident / outgoing light to be emitted is the transmittance of the pixel group, a desired continuous pixel group is set in a light transmissive state, and at least one first control pixel at the end of the pixel group in the transmission frequency range The bandwidth is reduced by gradually decreasing the transmittance of the group and at least one second control pixel group at the other end of the pass frequency band at the same time.
この課題を解決するために、本発明の光可変フィルタ装置のフィルタ特性制御方法は、入射光の各周波数について、各周波数に対応する前記周波数選択素子の少なくとも1つの画素から成る画素群を介して出射される入出射光の比率を当該画素群の透過率とするとき、所望の連続した画素群を光透過状態とし、透過周波数範囲の画素群のうち周波数変化の方向の端部の画素群に隣接する少なくとも1つの第1の制御画素群の光透過率を徐々に上昇させ、前記透過周波数範囲の他方の端部の画素群の少なくとも1つの第2の制御画素群の透過率を、徐々に減少させることによって透過周波数範囲の中心周波数を周波数軸に沿って変更するものである。 In order to solve this problem, a filter characteristic control method for an optical variable filter device according to the present invention uses a pixel group including at least one pixel of the frequency selection element corresponding to each frequency for each frequency of incident light. When the ratio of the incident / outgoing light to be emitted is the transmittance of the pixel group, the desired continuous pixel group is set in a light transmission state, and adjacent to the pixel group at the end in the direction of frequency change among the pixel group in the transmission frequency range. The light transmittance of at least one first control pixel group is gradually increased, and the transmittance of at least one second control pixel group of the pixel group at the other end of the transmission frequency range is gradually decreased. As a result, the center frequency of the transmission frequency range is changed along the frequency axis.
このような特徴を有する本発明によれば、周波数分散させた光を分散方向に配列した複数の画素に対応させると共に、画素の透過率を連続的に階調制御している。このため装置の大型化、及び周波数選択素子の高精細化を必要とせず、周波数の分解能を高めることができる。これにより高分解能でパスバンド幅を変化させたり、パスバンドの中心周波数を変化させることができるという効果が得られる。 According to the present invention having such characteristics, the frequency-dispersed light is made to correspond to a plurality of pixels arranged in the dispersion direction, and the transmittance of the pixels is continuously controlled in gradation. For this reason, it is not necessary to increase the size of the device and to increase the definition of the frequency selection element, and the frequency resolution can be increased. Thereby, it is possible to obtain an effect that the pass band width can be changed with high resolution and the center frequency of the pass band can be changed.
(第1の実施の形態)
図1Aは本発明の第1の実施の形態による反射型の光可変フィルタ装置の光学素子の構成を示すx軸方向から見た側面図、図1Bはそのy軸方向から見た側面図である。入射光は例えば周波数f1〜fnの光信号が多重化されたWDM信号光とする。WDM光は光ファイバ11を介してコリメートレンズ12より出射される。又コリメートレンズ13に入射した光は光ファイバ14より外部に出射される。コリメートレンズ12より出射する光はz軸方向に平行であり、周波数分散素子15に入射される。周波数分散素子15は光をその周波数に応じてxz平面上での異なった方向に分散するものである。ここで周波数分散素子15としては回折格子であってもよく、又プリズム等を用いてもよい。又回折格子とプリズムを組み合わせた構成でもよい。こうして周波数分散素子15で分散された光は集光素子であるレンズ16に与えられる。レンズ16はxz平面上で分散した光をz軸方向に平行に集光する集光素子であって、集光した光は周波数選択素子17に垂直に入射される。
(First embodiment)
1A is a side view showing the configuration of an optical element of a reflective variable optical filter device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a side view seen from the y-axis direction. . The incident light is, for example, WDM signal light in which optical signals having frequencies f 1 to f n are multiplexed. The WDM light is emitted from the collimating
尚ここでは図1Bに最低周波数f1及び最高周波数fnの光を例示しているが、入射光は周波数f1〜fnまでの間で多数のスペクトルを有するWDM信号光であるので、xz平面に沿って展開されたWDM信号光が帯状に周波数選択素子17に加わる。周波数選択素子17は入射光を選択的に反射するものであり、その反射特性に応じて光フィルタの選択特性が決定されるが、詳細については後述する。周波数選択素子17によって反射された光は、同一の経路を通ってレンズ16に加わり、再び周波数分散素子15に加わる。周波数分散素子15は反射光を合波して元の入射光と同一方向に集束し、集束した光をコリメートレンズ13を介して光ファイバ14より出射する。ここで光ファイバ11,14とコリメートレンズ12,13は光を入射し、選択された光を出射する入出射部を構成している。
In FIG. 1B, the light having the lowest frequency f 1 and the highest frequency f n is illustrated here. However, since the incident light is WDM signal light having a large number of spectrums between frequencies f 1 to f n , xz The WDM signal light developed along the plane is applied to the
尚この実施の形態では入射光と出射光の光軸を分離しているが、光軸を共通とし、入出射光を同一のファイバに導き、サーキュレータによって入出射光を分離して夫々の光ファイバ11,14に導くようにしてもよい。 In this embodiment, the optical axes of the incident light and the outgoing light are separated, but the optical axes are made common, the incoming / outgoing light is guided to the same fiber, and the incoming / outgoing light is separated by a circulator. 14 may be used.
(第2の実施の形態)
次に本発明の第2の実施の形態による透過型の光可変フィルタ装置について説明する。図2Aは本発明の第1の実施の形態による透過型の光可変フィルタ装置の光学素子の構成を示すx軸方向から見た側面図、図2Bはそのy軸方向から見た側面図である。図2Aにおいても入射光は第1の実施の形態で説明したWDM信号であり、光ファイバ21からコリメートレンズ22に入射され、平行な光ビームとして第1の周波数分散素子23に与えられる。光ファイバ21、コリメートレンズ22はWDM信号光を入射する入射部を構成している。周波数分散素子23は周波数分散素子15と同様に、回折格子やプリズムもしくは回折格子とプリズムの組み合わせにより実現することができる。周波数分散素子23は図2Bに示すように光の周波数に応じてxz平面上で異なった方向に光を出射するものである。この光はいずれもレンズ24に入射される。レンズ24はxz平面上で分散した光をz軸方向に平行に集光する第1の集光素子である。又レンズ24の光軸に垂直に周波数選択素子25が配置される。周波数選択素子25は入射光を部分的に透過するものであり、詳細については後述する。周波数選択素子25を透過した光はレンズ26に入射される。レンズ24、周波数分散素子23とレンズ26、周波数合成素子27は周波数選択素子25の中心のxy面に対して面対称である。レンズ26はxz平面上の平行な光を集光する第2の集光素子であり、周波数合成素子27は異なった方向からの周波数成分の光を合成して出射するものである。周波数合成素子27によって合成された光はコリメートレンズ28を介して光ファイバ29に与えられる。コリメートレンズ28及び光ファイバ29は、選択された周波数の光を出射する出射部を構成している。
(Second Embodiment)
Next, a transmissive variable optical filter device according to a second embodiment of the present invention will be described. 2A is a side view showing the configuration of the optical element of the transmissive variable optical filter device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a side view seen from the y-axis direction. . Also in FIG. 2A, the incident light is the WDM signal described in the first embodiment, is incident on the
(周波数選択素子の構成)
次にここで第1,第2の実施の形態による光可変フィルタ装置に用いられる周波数選択素子17,25について説明する。第1,第2の実施の形態において、入射光を周波数に応じてxz平面上で分散させ、帯状の光として周波数選択素子17,25に入射したとき、その入射領域は図3Aに示す長方形状の領域Rであるとする。そして第1の実施の形態の光可変フィルタ装置では、反射させる画素を選択することによって、任意の周波数の光を選択することができる。第2の実施の形態の光可変フィルタ装置では、透過させる画素を選択することによって、任意の周波数の光を選択することができる。周波数選択素子17,25には設定部30がドライバ31を介して接続されている。設定部30はxy平面の光を反射又は透過する画素を選択周波数に合わせて決定するものである。ドライバ31は入力されたデジタル信号を画素に印加する電圧に変換するD/A変換器を含んでいる。設定部30とドライバ31は周波数選択素子のxy方向に配列された各画素の電極を駆動することによってx軸及びy軸方向の所定の位置の画素の特性を制御する周波数選択素子駆動部を構成している。
(Configuration of frequency selection element)
Next,
次に周波数選択素子17の具体例について説明する。周波数選択素子17の第1の例は、2次元の反射型LCOS(Liquid Crystal On Silicon)の液晶素子(以下、LCOS素子という)17A1とする。2次元LCOS素子17A1は各画素の背面に液晶変調ドライバを内蔵しているため、画素数を多くすることができ、例えば1000×1000の多数の格子状の画素から構成することができる。LCOS素子17A1では各周波数毎に異なる位置に光ビームが入射するので、その位置の画素を反射状態とすればその周波数の光を選択することができる。
Next, a specific example of the
ここでLCOS素子17A1における変調方式の1つである位相変調方式について説明する。図4AはLCOS素子17A1を示す概略図であり、光が入射する面からz軸に沿って透明電極41,液晶42及び背面反射電極43を積層して構成されている。LCOS素子17A1は図3Aに示すように、1つの周波数に相当する位置にy軸方向に複数の画素が対応しているため、これらの複数画素について透明電極41と背面反射電極43との間に電圧を印加することによって屈折率の凹凸を形成し、回折現象を発現することができる。そして各周波数成分の回折角を夫々独立に制御し、特定周波数の入力光をそのまま入射方向に反射させたり、他の周波数成分の光を不要な光として回折させ、入射方向とは異なった方向に光を反射させることができる。そして各画素に印加する電圧をアナログ的に制御することによって、必要な画素を反射状態から非反射状態まで反射率を連続して階調制御することができる。そしてx軸方向で任意の画素を反射状態とすれば、入射光の任意の周波数の光を選択することができる。ここで各周波数成分についての反射率の制御は単なるオンオフ制御ではなく、少なくとも4階調以上に制御するものとする。
Here, a phase modulation method which is one of the modulation methods in the LCOS element 17A1 will be described. FIG. 4A is a schematic diagram showing the LCOS element 17A1, and is configured by laminating a
次にLCOS素子17A1の他の変調方式である強度変調方式について説明する。図4Bは強度変調方式による周波数選択方法を示す図であり、入射光の入射する面には偏光子44を配置する。偏光子44は入射光を図中○で示す特定の偏光状態にして反射型のLCOS素子17A1に入射する。この場合にもLCOS素子17A1は透明電極41,液晶42及び背面反射電極43によって構成される。LCOS素子17A1に光を入射すると、電圧の印加状態によって電極間の液晶の複屈折率差を制御することができる。強度変調方式では図3Aのy軸方向に並んでいる画素に同時に同一の電圧を印加するものとし、印加する画素の偏光状態を制御することにより反射光の偏光状態を異ならせることができる。ここで液晶分子の配向成分によって電圧を制御したときに偏光面が回転するか保持されるかが決定される。例えば電圧を印加しない場合に偏光面が保持されるとすると、図中○状態で示す光がそのまま反射することとなる。一方電圧を印加すれば偏光面が回転して反射するため、反射光は偏光子44によって遮蔽される。従って画素に加える電圧をアナログ的に制御して入射光を反射状態から非反射状態まで反射率を連続して階調制御することができる。そしてx軸方向で任意の画素を反射状態とすれば、入射光の任意の周波数の光を選択することができる。この場合も各周波数成分について反射率の制御は単なるオンオフ制御ではなく、少なくとも4階調以上に制御するものとする。
Next, an intensity modulation method which is another modulation method of the LCOS element 17A1 will be described. FIG. 4B is a diagram illustrating a frequency selection method using an intensity modulation method, and a polarizer 44 is disposed on a surface on which incident light is incident. The polarizer 44 changes the incident light into a specific polarization state indicated by ◯ in the drawing and enters the reflective LCOS element 17A1. Also in this case, the LCOS element 17A1 includes the
またこの周波数選択素子17の第2の例として、LCOS構造ではない反射型の2次元電極アレイを有する液晶素子17A2について説明する。LCOS素子の場合には画素の背面に液晶ドライバが内蔵されているが、2次元電極アレイ液晶素子17A2は液晶変調用のドライバが素子の外部に装備されている。その他の構成はLCOS素子と同様であり、前述した位相変調方式と強度変調方式を実現することができる。又画素について電圧レベルをアナログ的に変化させることによって反射率を連続して階調制御することができる。
As a second example of the
周波数選択素子17の第3の例として2次元のMEMS素子17A3について説明する。多数のMEMSミラーが2次元に配置されたMEMS素子は、デジタルマイクロ素子(DMD)として実用化されている。MEMSミラーのy軸方向の1列の全画素はWDM信号のある光周波数に対応させるものとする。MEMSを用いた場合も1つの周波数帯に対して複数のMEMS素子の画素を対応付けているので、1つの周波数に対応する多数の画素に印加する電圧を制御し位相変調することによって、その反射率を異ならせることができる。又図5に示すようにMEMS素子の各画素をx軸又はy軸を中心に回転させることによって強度変調を行い、各画素に印加する電圧レベルのミラーの角度を制御することができ、反射率光量を任意に設定することができる。従ってこの場合にも選択する周波数帯の光の強度レベルを階調制御することができる。
As a third example of the
次に周波数選択素子17の第4の例として、1次元のLCOS素子17B1について説明する。この周波数選択素子17B1は図3Bに示すようにx軸方向に多数の細長い画素が配置されたLCOS素子とし、x軸に沿って周波数に応じて分散されたWDM光が入射する。この場合も設定部32とドライバ33は周波数選択素子17のx軸方向に配列された各画素の電極を駆動することによってx軸方向の所定の位置の画素の特性を制御する周波数選択素子駆動部を構成している。LCOS素子17B1は設定部32よりドライバ33を介してを駆動される。この場合には前述した位相変調方式は使えず、強度変調方式のみで周波数を選択するものとする。
Next, as a fourth example of the
周波数選択素子17の第5の例として、反射型の1次元電極アレイを有する液晶素子17B2を用いることができる。この場合も位相変調方式は使えず、強度変調方式のみで周波数を選択するものとする。
As a fifth example of the
更に周波数選択素子17の第6の例として、反射型の1次元MEMSミラー素子17B3を用いることができる。この場合も強度位相変調方式は使えず、強度変調方式のみで周波数を選択するものとする。
Further, as a sixth example of the
次に第2の実施の形態の波長可変フィルタ装置で用いる透過型の周波数選択素子25について説明する。この周波数選択素子25の第1の例としては透過型の2次元LCOS素子25A1を用いて構成することができる。LCOS素子25A1においても各周波数毎に異なる位置に光ビームが入射するので、その位置の画素を透過状態とすればその光信号を選択することができる。
Next, the transmission-type
ここでLCOS素子25A1における変調方式の1つである位相変調方式について説明する。図6AはLCOS素子を示す概略図であり、光が入射する面からz軸に沿って透明電極51,液晶52及び透明電極53を積層して構成されている。LCOS素子25A1は1つの周波数に相当する位置にy軸方向に複数の画素が対応しているため、これらの複数画素について透明電極51と透明電極53との間に電圧を印加することによって屈折率の凹凸を形成し、回折現象を発現することができる。そして各周波数成分の回折角を独立に制御し、特定周波数の入力光をz軸方向に直進させてそのまま透過させたり、他の周波数成分の光を不要な光として回折させ、z軸方向とは異なった方向に光を回折させることができる。このため各画素に印加する電圧を制御することによって、必要な画素を回折させずに透過状態とすることができる。ここで各周波数成分についての透過率の制御は単なるオンオフ制御ではなく、少なくとも4階調以上に制御するものとする。
Here, a phase modulation method which is one of the modulation methods in the LCOS element 25A1 will be described. FIG. 6A is a schematic diagram showing an LCOS element, which is configured by laminating a
次にLCOS素子の他の変調方式である強度変調方式について説明する。図6Bは強度変調方式による波長選択方法を示す図であり、入射光の入射する面には偏光子54を配置する。偏光子54は入射光を図中○で示す特定の偏光状態にしてLCOS素子25A1に入射する。この場合にもLCOS素子は透明電極51,液晶52及び透明電極53によって構成される。LCOS素子を透過した出射光の光軸上には偏光子55を配置する。偏光子55は入射光を図中○で示す特定の偏光状態の光のみを出射するものである。LCOS素子に光を入射すると、電圧の印加状態によって電極間の液晶の複屈折率差を制御することができる。従って印加する電圧の偏光状態を独立に制御することにより透過光の偏光状態を異ならせることができる。ここで液晶分子の配向成分によって電圧を制御したときに偏光面が回転するか保持されるかが決定される。例えば電圧を印加しない場合に偏光面が保持されるとすると、図中○状態で示す光がそのまま透過することとなる。一方電圧を印加すれば偏光面が回転して透過するため、透過光は偏光子55によって遮蔽される。従って画素に加える電圧を制御して入射光を選択することができる。ここで任意の画素を透過状態とすれば、その画素に対応する周波数の光を選択することができる。この場合も各周波数成分について透過率の制御は単なるオンオフ制御ではなく、少なくとも4階調以上に制御するものとする。
Next, an intensity modulation method which is another modulation method of the LCOS element will be described. FIG. 6B is a diagram illustrating a wavelength selection method using an intensity modulation method, and a polarizer 54 is disposed on a surface on which incident light is incident. The polarizer 54 makes incident light enter the LCOS element 25A1 in a specific polarization state indicated by ◯ in the drawing. Also in this case, the LCOS element is constituted by the
またこの周波数選択素子25の第2の例として、LCOS構造ではない透過型の2次元電極アレイを有する液晶素子25A2を用いることができる。LCOS素子の場合には画素の背面に液晶ドライバが内蔵されているが、2次元電極アレイ液晶素子25A2は液晶変調用のドライバが素子の外部に装備されている。その他の構成はLCOS素子と同様であり、前述した位相変調方式と強度変調方式を実現することができる。又画素について電圧レベルをアナログ的に変化させることによって透過率を連続して階調制御することができる。
As a second example of the
次に周波数選択素子25の第3の例として、1次元のLCOS素子25B1について説明する。この周波数選択素子25B1は図3Bに示すようにx軸方向に多数の細長い画素が配置された透過型のLCOS素子とし、x軸に沿って周波数に応じて分散されたWDM光が入射する。この場合も設定部32とドライバ33は周波数選択素子のx軸方向に配列された各画素の電極を駆動することによってx軸方向の所定の位置の画素の特性を制御する周波数選択素子駆動部を構成しており、設定部32よりドライバ33を介してLCOS素子25B1を駆動する。この場合には前述した位相変調方式は使えず、強度変調方式のみで周波数を選択するものとする。
Next, a one-dimensional LCOS element 25B1 will be described as a third example of the
周波数選択素子25の第4の例として、透過型の1次元電極アレイを有する電極アレイ液晶素子25B2を用いることができる。この場合も位相変調方式は使えず、強度変調方式のみで周波数を選択するものとする。
As a fourth example of the
(バンド幅変更)
次に本発明の第1,第2の実施の形態による光可変フィルタ装置の周波数制御の詳細について説明する。尚、以下の説明では、第1の実施の形態のように反射型の光可変フィルタ装置であっても入射光の一部が周波数選択素子の各画素で反射されて出力側に戻ってくるため、これを透過率として考えて説明するものとする。又以下の説明では2次元周波数選択素子であっても同一の周波数に相当する画素、即ちxの座標が共通する全y軸に沿った画素は全てまとめて1つの画素群と考える。即ち周波数選択素子は、x軸方向に画素群P1〜Pmが配置されているものとして説明する。尚1次元の周波数選択素子については1つの画素がこの画素群に相当する。この画素群P1〜Pmは夫々個別の透過率を有する。
(Bandwidth change)
Next, details of frequency control of the optical variable filter device according to the first and second embodiments of the present invention will be described. In the following description, since a part of incident light is reflected by each pixel of the frequency selection element and returns to the output side even in the reflection type optical variable filter device as in the first embodiment. This will be described as the transmittance. Further, in the following description, even if it is a two-dimensional frequency selection element, all the pixels corresponding to the same frequency, that is, the pixels along all the y axes having the same x coordinate are considered as one pixel group. That is, the frequency selection element will be described assuming that the pixel groups P 1 to P m are arranged in the x-axis direction. Note that one pixel corresponds to this pixel group in the one-dimensional frequency selection element. Each of the pixel groups P 1 to P m has an individual transmittance.
最初の状態は画素群Pi+1〜Pi+k(1<=i,k<=m)の透過率を1とし、その他の画素群の透過率を0とする。こうすれば透過率が1の周波数帯を通過するバンドパスフィルタとなる。ここでバンド幅を拡大する場合には、その両端に隣接する画素群の透過率を同時に連続して上昇させる。このように透過率を変化させる画素群を制御画素群といい、Pi,Pi+k+1を夫々第1,第2の制御画素群とする。図7は横軸を周波数とし、縦軸を周波数選択素子の画素群の透過率としたグラフである。このグラフに示すように制御画素群PiとPi+k+1の透過率をアナログ的に連続して変化させる。例えば図8に示すように制御画素群PiとPi+k+1の透過率を0から1まで同時に0.25単位で上昇させたときの曲線をA〜Eとすると、透過率が0〜1まで透過率を連続して同時に上昇させれば、バンド幅もこれに伴って広げることができる。尚、図8は50GHzのチャンネル間幅のWDM信号に用いる光フィルタにおいて、以下の条件を満たす場合の一例である。
(1)周波数選択素子の平面上の線分散量、即ち1GHz当りの画素上の幅を2.89μm/GHzとし、
(2)光ビーム半径wを22.6μmとし、
(3)周波数選択素子上の周波数分散方向の画素幅を8.5μmとし、
(4)高周波側と低周波側の制御画素群を夫々1つとする。
この例では透過特性は曲線A〜Eに示すように、中心周波数±25GHzのバンド幅から±28GHzにまで変化する。このように両端の画素群の透過率を連続的に上昇させれば、バンド幅を連続的に広くすることができる。
In the first state, the transmittance of the pixel groups P i + 1 to P i + k (1 <= i, k <= m) is set to 1, and the transmittances of the other pixel groups are set to 0. If it carries out like this, it will become a band pass filter which passes the frequency band of the transmittance | permeability. Here, when the bandwidth is enlarged, the transmittance of the pixel group adjacent to both ends thereof is increased simultaneously and continuously. Thus it means a pixel group for changing the transmittance and the control group of pixels, and P i, P i + k + 1 , respectively first, second control group of pixels. FIG. 7 is a graph in which the horizontal axis represents the frequency and the vertical axis represents the transmittance of the pixel group of the frequency selection element. As shown in this graph, the transmittances of the control pixel groups P i and P i + k + 1 are continuously changed in an analog manner. For example, as shown in FIG. 8, when the transmittances of the control pixel groups P i and P i + k + 1 are simultaneously increased from 0 to 1 by 0.25 units as A to E, the transmittance is 0. If the transmittance is continuously increased to ˜1 at the same time, the bandwidth can be increased accordingly. FIG. 8 is an example in the case where the following condition is satisfied in the optical filter used for the WDM signal having the channel width of 50 GHz.
(1) The amount of linear dispersion on the plane of the frequency selection element, that is, the width on the pixel per 1 GHz is 2.89 μm / GHz,
(2) The light beam radius w is 22.6 μm,
(3) The pixel width in the frequency dispersion direction on the frequency selection element is set to 8.5 μm,
(4) One control pixel group is provided on each of the high frequency side and the low frequency side.
In this example, the transmission characteristics change from the bandwidth of the center frequency ± 25 GHz to ± 28 GHz as shown by the curves A to E. Thus, if the transmittance of the pixel groups at both ends is continuously increased, the bandwidth can be continuously increased.
又図9は制御画素群の透過率と−3dBのバンド幅及び−0.5dBのバンド幅を示しており、ほぼ制御画素群の透過率に比例してバンド幅は広くなっていることがわかる。 FIG. 9 shows the transmittance of the control pixel group, the bandwidth of −3 dB, and the bandwidth of −0.5 dB. It can be seen that the bandwidth is increased in proportion to the transmittance of the control pixel group. .
次に前述した初期状態から、バンドパスフィルタを構成する画素群Pi+1〜Pi+kのうち、両端の一対の画素群Pi+1,Pi+k(第1,第2の制御画素群)の透過率を図7Bに示すように1から0まで徐々に減少させれば、バンド幅を縮小させることができる。 Next, from the initial state described above, out of the pixel groups P i + 1 to P i + k constituting the band pass filter, a pair of pixel groups P i + 1 , P i + k (first and second) If the transmittance of the control pixel group) is gradually decreased from 1 to 0 as shown in FIG. 7B, the bandwidth can be reduced.
このように所定バンド幅の高周波側と低周波側の一対の画素群の透過率を連続して同一方向に変化させることによって、バンドパスフィルタのバンド幅を広げたり縮小することができる。両側の制御画素群数はここでは夫々1つとしているが、これには限らず、複数の画素群を同時に制御することでバンドパスフィルタのフィルタのスロープ特性を変化させることができる。又パスバンドの可変幅を2画素群に相当する周波数以上にする場合には、制御画素群を順次隣接する画素にシフトさせることでパスバンドの可変幅を無制限に且つ連続して制御することが可能となる。 In this way, by continuously changing the transmittance of a pair of pixels on the high frequency side and the low frequency side of a predetermined bandwidth in the same direction, the bandwidth of the band pass filter can be widened or reduced. Although the number of control pixel groups on both sides is one here, the present invention is not limited to this, and the slope characteristics of the filter of the bandpass filter can be changed by simultaneously controlling a plurality of pixel groups. In addition, when the variable width of the passband is set to be equal to or higher than the frequency corresponding to the two-pixel group, the variable width of the passband can be controlled continuously without limitation by sequentially shifting the control pixel group to adjacent pixels. It becomes possible.
ここで周波数選択素子の周波数分解能は素子に印加される電圧によって決定される。強度変調方式では電圧の階調、即ちドライバ31又は33に含まれるD/A変換器のビット数は直接分解能に対応する。図10は強度変調の場合に入力するビット数に対する設定可能な分解能を示している。この場合も条件は前述した(1)〜(4)とする。本図より知られるようにビット数を13以上とすることによってMHz単位の周波数制御も可能となる。
Here, the frequency resolution of the frequency selection element is determined by the voltage applied to the element. In the intensity modulation method, the voltage gradation, that is, the number of bits of the D / A converter included in the
(中心周波数シフト)
次にバンドパスフィルタの中心周波数をシフトする制御方法について説明する。まず画素群Pi+1〜Pi+kの透過率が1、他は全て0とし、画素群Pi+1〜Pi+kに入射する光の周波数の範囲のバンドパスフィルタを構成しているものとする。ここでパスバンドを高周波側にシフトする場合には、図11に示すように最も高い周波数の画素群Pi+kに隣接する画素群Pi+k+1(第1の制御画素群)の透過率を徐々に上昇させると共に、最も低い周波数の画素群Pi+1(第2の制御画素群)の透過率を下げる。このとき制御画素群Pi+1とPi+k+1の透過率の合計が1となるように連続的に変化させる。こうすれば制御画素群Pi+1の透過率が1から0まで0.25単位で低下するときの曲線をA〜Eとすると、図12A,図13に示すようにバンドパスフィルタの中心周波数を連続的に高くすることができる。このとき制御画素群の透過率変化量の合計を0としておけば、図14に示すようにバンド幅が変化することはない。
(Center frequency shift)
Next, a control method for shifting the center frequency of the bandpass filter will be described. First, the transmittance of the pixel groups P i + 1 to P i + k is 1 and the others are all 0, and a band pass filter in the frequency range of light incident on the pixel groups P i + 1 to P i + k is constructed. It shall be. Here, if shifting the passband to the high frequency side, the group of pixels P i + k + 1 adjacent to the highest frequency group of pixels P i + k a, as shown in FIG. 11 (first control group of pixels) While gradually increasing the transmittance, the transmittance of the pixel group P i + 1 (second control pixel group) having the lowest frequency is decreased. At this time, it is continuously changed so that the total transmittance of the control pixel groups P i + 1 and P i + k + 1 becomes 1. In this way, assuming that the curves when the transmittance of the control pixel group P i + 1 decreases from 1 to 0 in units of 0.25 are A to E, the center frequency of the bandpass filter as shown in FIGS. Can be continuously increased. At this time, if the total transmittance change amount of the control pixel group is set to 0, the bandwidth does not change as shown in FIG.
次に前述した初期状態からフィルタの中心周波数を低下させる制御方法について説明する。この場合には、変化方向にある低周波側の画素群Pi+1(第1の制御画素群)に隣接する画素群Piの透過率を上昇させ、高周波側の画素群Pi+k(第2の制御画素群)の透過率を低下させるように連続的に制御する。ここで図11Bは2つの両側の制御画素群Pi,Pi+kの透過率の合計が1という条件を保ちつつ、変化させている状態を示す。こうすれば制御画素群Piの透過率が0から1まで0.25単位で上昇するときの曲線をA〜Eとすると、図12Bに示すように制御画素群の透過率の変化に対応して中心周波数が低下するが、フィルタのバンド幅を一定にしたままで周波数を低周波側にシフトさせることができる。 Next, a control method for reducing the center frequency of the filter from the above-described initial state will be described. In this case, the transmittance of the pixel group P i adjacent to the pixel group P i + 1 (first control pixel group) on the low frequency side in the changing direction is increased, and the pixel group P i + k on the high frequency side is increased. Control is continuously performed so as to reduce the transmittance of the (second control pixel group). Here, FIG. 11B shows a state where the total of the transmittances of the two control pixel groups P i and P i + k is changed while maintaining the condition that it is 1. In this way, assuming that the curves when the transmittance of the control pixel group P i increases from 0 to 1 in 0.25 units are A to E, as shown in FIG. 12B, it corresponds to the change in the transmittance of the control pixel group. Although the center frequency is lowered, the frequency can be shifted to the lower frequency side while keeping the filter bandwidth constant.
上記のいずれの場合にも中心周波数の可変幅が1画素当りの周波数を超える場合、制御画素群を順次隣接する画素群にシフトさせることで中心周波数の可変幅を無制限に且つ連続して制御することができる。又周波数選択素子に与える電圧階調のビット数を増加させることでMHzオーダーでの制御も可能となる。 In any of the above cases, when the variable width of the center frequency exceeds the frequency per pixel, the variable width of the center frequency is controlled continuously without limitation by sequentially shifting the control pixel group to the adjacent pixel group. be able to. Further, it is possible to control in the MHz order by increasing the number of bits of the voltage gradation applied to the frequency selection element.
次にこの制御方法が有効な光学設計条件について説明する。本実施の形態では各画素群の透過率の中間値をフィルタ形状に反映させているので、制御画素群の各画素の周波数分散方向の幅と入力ビーム径によってこのような連続した特性の変化が可能な条件が定まる。即ち制御画素群の幅がWDM信号光の各周波数成分の入力ビーム径に比べて大きければ、制御画素群に設計した透過率がフィルタ波形にそのまま反映され歪みが発生することが想定される。ここで周波数選択素子において周波数分散方向の画素の幅をd、光強度がピークの1/e2までの範囲を各周波数成分のビーム半径wとする。このとき画素の幅dとビーム半径wとで定義されるパラメータγを導入する。
γ=w/d
Next, optical design conditions in which this control method is effective will be described. In this embodiment, since the intermediate value of the transmittance of each pixel group is reflected in the filter shape, such a continuous characteristic change is caused by the width in the frequency dispersion direction and the input beam diameter of each pixel of the control pixel group. Possible conditions are determined. That is, if the width of the control pixel group is larger than the input beam diameter of each frequency component of the WDM signal light, it is assumed that the transmittance designed for the control pixel group is reflected in the filter waveform as it is and distortion occurs. Here, the width of the pixel in the frequency dispersion direction in the frequency selection element is d, and the range of the light intensity up to 1 / e 2 of the peak is the beam radius w of each frequency component. At this time, a parameter γ defined by the pixel width d and the beam radius w is introduced.
γ = w / d
図15A〜図15Fは前述した条件下でバンド幅を対応するため、又は中心周波数を下げるため低周波側の制御画素群の透過率を0.25単位で0〜0.75まで変化させたときの透過周波数と透過率の関係を示している。ここでは図15Aはγ=2.7,図15Bはγ=1.8,図15Cはγ=1.2,図15Dはγ=1.0,図15Eはγ=0.5,図15Fはγ=0.25の場合である。これらの図から知られるように、γが1.0以上では波形の歪みは生じないが、γが1未満の場合、即ちγが0.5や0.25では、透過率の応答がフィルタ波形に反映され歪みが生じている。このためγが1以上、即ち画素の幅dは入力ビーム半径wよりも小さいことが好ましい。 15A to 15F show the case where the transmittance of the control pixel group on the low frequency side is changed from 0 to 0.75 in units of 0.25 in order to cope with the bandwidth under the above-described conditions or to lower the center frequency. The relationship between the transmission frequency and the transmittance is shown. 15A is γ = 2.7, FIG. 15B is γ = 1.8, FIG. 15C is γ = 1.2, FIG. 15D is γ = 1.0, FIG. 15E is γ = 0.5, and FIG. This is the case when γ = 0.25. As can be seen from these figures, waveform distortion does not occur when γ is 1.0 or more, but when γ is less than 1, that is, when γ is 0.5 or 0.25, the transmittance response is the filter waveform. This is reflected in the distortion. Therefore, γ is preferably 1 or more, that is, the pixel width d is smaller than the input beam radius w.
尚前述した第1,第2の実施の形態においては、入射光をWDM信号光としているが、入射光はWDM信号光に限られるものでない。即ち本発明は任意の光をフィルタリングする種々の用途、例えばチューナブルレーザや光分光分析などの分野にも使用することができる。 In the first and second embodiments described above, the incident light is WDM signal light, but the incident light is not limited to WDM signal light. That is, the present invention can be used in various applications for filtering arbitrary light, for example, in the fields of tunable laser and optical spectroscopic analysis.
以上詳細に説明したように本発明によれば、周波数選択素子の反射特性や透過特性を画素単位で変更することによって、入射光の周波数選択特性を変化させることができる。これにより光をWDM光のアドドロップ機能を有するノードの主要構成要素や光分光装置の構成要素として用いることができる。 As described above in detail, according to the present invention, the frequency selection characteristic of incident light can be changed by changing the reflection characteristic and transmission characteristic of the frequency selection element for each pixel. Thereby, light can be used as a main component of a node having an add / drop function of WDM light or a component of an optical spectroscopic device.
11,14,21,29 光ファイバ
12,13,22,28 コリメートレンズ
16,24,26 レンズ
15,23 周波数分散素子
17,25 周波数選択素子
17A1,25A1 2次元LCOS素子
17A1,25A2 2次元電極アレイ液晶素子
17A3 2次元MEMS素子
17B1,25B1 1次元LCOS素子
17B1,25B2 1次元電極アレイ液晶素子
17B3 1次元MEMS素子
27 周波数合成素子
30,32 設定部
31,33 ドライバ
41,51,53 透明電極
42,52 液晶
43 反射電極
44,54,55 偏光子
11, 14, 21, 29
Claims (9)
前記入出射部に入射した光をその周波数に応じて空間的に分散させると共に、反射光を合波する周波数分散素子と、
前記周波数分散素子によって分散した光を2次元平面に平行に集光する集光素子と、
前記集光素子によって集光された光を受光する位置に配置され、少なくとも周波数分散方向に配列された多数の画素を有し、各画素の反射特性を変化させることにより所望の周波数選択特性を得る周波数選択素子と、
前記周波数選択素子の各画素の電極を駆動することによって入射光の周波数毎に透過特性を少なくとも4階調以上の階調で階調制御する周波数選択素子駆動部と、を具備する光可変フィルタ装置。 An incident / exit section that emits light and emits light of a selected frequency among incident light; and
A frequency dispersion element that spatially disperses light incident on the incident / exit section according to its frequency, and combines reflected light;
A condensing element that condenses the light dispersed by the frequency dispersive element in parallel to a two-dimensional plane;
It has a large number of pixels arranged at a position for receiving the light condensed by the light condensing element and arranged at least in the frequency dispersion direction, and obtains a desired frequency selection characteristic by changing the reflection characteristic of each pixel. A frequency selective element;
A variable optical filter device comprising: a frequency selection element driving unit that controls a transmission characteristic at a gradation of at least 4 gradations for each frequency of incident light by driving an electrode of each pixel of the frequency selection element .
前記入射部より入射した光をその周波数に応じて空間的に分散させる周波数分散素子と、
前記周波数分散素子によって分散した光を2次元平面上に集光する第1の集光素子と、
前記第1の集光素子によって集光された光を受光する位置に配置され、少なくとも周波数分散方向に配列された多数の画素を有し、各画素の透過特性を変化させることにより任意の周波数の光を選択する周波数選択素子と、
前記周波数選択素子の各画素の電極を駆動することによって入射光の周波数毎に光透過特性を少なくとも4階調以上の階調で階調制御する周波数選択素子駆動部と、
前記周波数選択素子を透過した各周波数の光を集光する第2の集光素子と、
前記第2の集光素子によって集光された分散光を合成する周波数合成素子と、
前記周波数合成素子によって合成された光を出射する出射部と、を具備する光可変フィルタ装置。 An incident part for incident light;
A frequency dispersion element that spatially disperses light incident from the incident portion according to the frequency;
A first condensing element that condenses the light dispersed by the frequency dispersive element on a two-dimensional plane;
It has a large number of pixels arranged at a position for receiving the light collected by the first light condensing element and arranged at least in the frequency dispersion direction. By changing the transmission characteristics of each pixel, an arbitrary frequency can be obtained. A frequency selection element for selecting light;
A frequency selection element driving unit that controls a light transmission characteristic at a gradation of at least four gradations or more for each frequency of incident light by driving an electrode of each pixel of the frequency selection element;
A second condensing element that condenses light of each frequency transmitted through the frequency selection element;
A frequency synthesizing element that synthesizes the dispersed light collected by the second condensing element;
An optical variable filter device comprising: an emission unit that emits light synthesized by the frequency synthesis element.
前記周波数選択素子駆動部は、周波数選択特性に応じて各画素に印加する電圧を制御するものである請求項1又は2記載の光可変フィルタ装置。 The frequency selection element is an LCOS element having a large number of pixels arranged in at least one dimension,
The variable optical filter device according to claim 1, wherein the frequency selection element driving unit controls a voltage applied to each pixel according to a frequency selection characteristic.
前記周波数選択素子駆動部は、周波数選択特性に応じて各画素に印加する電圧を制御するものである請求項1又は2記載の光可変フィルタ装置。 The frequency selection element is a liquid crystal element having a plurality of pixels arranged in at least one dimension,
The variable optical filter device according to claim 1, wherein the frequency selection element driving unit controls a voltage applied to each pixel according to a frequency selection characteristic.
前記周波数選択素子駆動部は、周波数選択特性に応じて各画素に印加する電圧を制御するものである請求項1記載の光可変フィルタ装置。 The frequency selective element is a MEMS element having a plurality of pixels arranged in at least one dimension,
The optical variable filter device according to claim 1, wherein the frequency selection element driving unit controls a voltage applied to each pixel according to a frequency selection characteristic.
入射光の各周波数について、各周波数に対応する前記周波数選択素子の少なくとも1つの画素から成る画素群を介して出射される入出射光の比率を当該画素群の透過率とするとき、所望の連続した画素群を光透過状態とし、
透過周波数範囲の画素群のうち端部の画素群に隣接する少なくとも1つの第1の制御画素群、及び前記通過周波数帯域の他方の端部の画素群に隣接する少なくとも1つの第2の制御画素群の透過率を同時に徐々に上昇させることによってバンド幅を拡大する光可変フィルタ装置のフィルタ特性制御方法。 A filter characteristic control method in the optical variable filter device according to claim 1 or 2,
For each frequency of incident light, when the ratio of incident / exit light emitted through a pixel group composed of at least one pixel of the frequency selection element corresponding to each frequency is the transmittance of the pixel group, a desired continuous The pixel group is in a light transmission state,
At least one first control pixel group adjacent to the pixel group at the end of the pixel group in the transmission frequency range and at least one second control pixel adjacent to the pixel group at the other end of the pass frequency band A filter characteristic control method for an optical variable filter device that expands a bandwidth by gradually increasing the transmittance of a group simultaneously.
入射光の各周波数について、各周波数に対応する前記周波数選択素子の少なくとも1つの画素から成る画素群を介して出射される入出射光の比率を当該画素群の透過率とするとき、所望の連続した画素群を光透過状態とし、
前記透過周波数範囲の画素群のうち端部の少なくとも1つの第1の制御画素群、及び前記通過周波数帯域の他方の端部の少なくとも1つの第2の制御画素群の透過率を同時に徐々に低下させることによってバンド幅を縮小する光可変フィルタ装置のフィルタ特性制御方法。 A filter characteristic control method in the optical variable filter device according to claim 1 or 2,
For each frequency of incident light, when the ratio of incident / exit light emitted through a pixel group composed of at least one pixel of the frequency selection element corresponding to each frequency is the transmittance of the pixel group, a desired continuous The pixel group is in a light transmission state,
The transmittance of at least one first control pixel group at the end of the pixel group in the transmission frequency range and at least one second control pixel group at the other end of the pass frequency band is gradually decreased simultaneously. The filter characteristic control method of the optical variable filter apparatus which reduces a bandwidth by making it perform.
入射光の各周波数について、各周波数に対応する前記周波数選択素子の少なくとも1つの画素から成る画素群を介して出射される入出射光の比率を当該画素群の透過率とするとき、所望の連続した画素群を光透過状態とし、
透過周波数範囲の画素群のうち周波数変化の方向の端部の画素群に隣接する少なくとも1つの第1の制御画素群の光透過率を徐々に上昇させ、
前記透過周波数範囲の他方の端部の画素群の少なくとも1つの第2の制御画素群の透過率を、徐々に減少させることによって透過周波数範囲の中心周波数を周波数軸に沿って変更する光可変フィルタ装置のフィルタ特性制御方法。 A filter characteristic control method in the optical variable filter device according to claim 1 or 2,
For each frequency of incident light, when the ratio of incident / exit light emitted through a pixel group composed of at least one pixel of the frequency selection element corresponding to each frequency is the transmittance of the pixel group, a desired continuous The pixel group is in a light transmission state,
Gradually increasing the light transmittance of at least one first control pixel group adjacent to the pixel group at the end in the direction of frequency change among the pixel group in the transmission frequency range;
An optical variable filter that changes the center frequency of the transmission frequency range along the frequency axis by gradually decreasing the transmittance of at least one second control pixel group of the pixel group at the other end of the transmission frequency range. Device filter characteristic control method.
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